バイオセンサ・ケミカルセンサ事典(第３編）

バイオセンサ・ケミカルセンサ事典

Handbook of Biosensor and Chemical sensor

第３編　微小(マイクロ)アナリシスシステム

第１章　FIA

第１節　FIAの原理＜佐藤　生男＞

　1. 検出原理

　2. システムの構成

　　2.1　ポンプ

　　2.2　試料注入器

　　2.3　試薬混合器

　　2.4　反応管

　　2.5　検出器

　3. 応答結果

　　3.1　応答

　　3.2　解析

　おわりに

第２節　バイオセンシングへの応用　＜水谷　文雄＞

　1. 自動分析と FIA

　2. FIA の検出器としてのバイオセンサ

　3. 試料の分散と固定化酵素カラムを用いセンサ

　4. 固定化酵素膜を用いたセンサ

　5. 試料量の問題

　6. 応答時間の短いバイオセンサの作製と FIA への応用

　　6.1　アルブミン架橋膜の利用

　　6.2　電解重合高分子の利用

　　6.3　ポリイオンコンプレックス膜の利用

　　6.4　ポリシロキサン LB 膜・ディップコーティング膜の利用

　おわりに

第２章　μTAS

第１節　DNAマイクロフルーイディックシステム　＜宮原　裕二＞

　1. DNA 解析の流れ

　2. 核酸抽出チップ

　3. 核酸増幅チップ

　4. 核酸検出チップ

第２節　キャピラリー型DNA検知システム　＜片岡　正俊／篠原　康雄＞

　緒言

　1. マイクロチップ電気泳動の特徴

　2. 市販のマイクロチップとマイクロチップ電気泳動装置

　3. マイクロチップ電気泳動による DNA 解析の基礎

　4. マイクロチップ上での DNA 制限酵素処理とその解析

第３節　マイクロ免疫分析システム　＜角田　正也／北森　武彦＞

　1. マイクロ流体技術の免疫分析への適用

　　1.1　試薬とサンプル量

　　1.2　分析時間の短縮

　　1.3　自動化

　2. 免疫分析の種類と一般的な注意点

　3. マイクロ流体の材質

　4. 表面改質

　5. サンプル・試薬の導入とマイクロ流路内の溶液の輸送

　6. 抗体の固相化

　7. 検出方法

　　7.1　蛍光検出法・蛍光偏光法

　　7.2　電気化学的検出法

　　7.3　熱レンズ検出法

　　7.4　その他の検出方法

　8. 応用例

　　8.1　不均一系免疫分析

　　8.2　電気泳動マイクロチップ免疫分析

　9. 結語

第４節　マイクロフルーイディックシステムを用いた細胞デバイス

　　　　　　　＜鳥澤　勇介／安川　智之／珠玖　仁／末永　智一＞

　1. マイクロフルーイディックシステムの作製

　　1.1　ソフトリソグラフィー

　　1.2　マイクロチャネル内の流体制御

　　　1.2.1　多相層流

　　　1.2.2　溶液のスイッチング

　2. 細胞パターニング

　3. マイクロフルーイディックシステムを用いた細胞培養

　　3.1　胚の培養システム

　　3.2　血管内皮細胞の培養システム

　　3.3　肝細胞の培養システム

　　3.4　Animal on a chip

　　3.5　三次元培養システム

第５節　環境計測用マイクロフルーイディックシステム　＜丹羽修＞

　はじめに

　1. ガスクロマトグラフィーのマイクロ化

　2. 大気環境分析チップ

　　2.1　NOx 分析用マイクロチップ

　　2.2　ベンゼン－トルエン－キシレン(BTX)測定チップ

　　　2.2.1　濃縮セルの構造

　　　2.2.2　ガス分離検出能と濃縮材料

　　　2.2.3　ベンゼン高感度化のための材料開発

　　　2.2.4　BTX 測定用システム

　　2.3　大気中の有害物質の分析システム

　3. 水環境分析チップ

　4. 細胞を用いた環境計測チップ

第６節　センシングシステムと送液システムの複合化，集積化　＜鈴木　博章＞

　はじめに

　1. 研究開発の流れ

　2. 複合化ポンピングモジュールによる送液制御とセンシング

　　2.1　モジュール化の意義

　　2.2　圧電素子型ポンピングモジュールの複合化

　　2.3　ガスの圧力変化を利用したポンピングモジュールの複合化

　　2.4　刺激応答性ゲルを用いたポンピングモジュールの複合化

　　2.5　電気浸透流を用いたポンピングモジュールの複合化

　3. 複合化バルブによる送液制御とセンシング

　4. 集積型微小送液機構と Lab - on - a- Chipへの展開

　　4.1　電気浸透流を用いた送液システム

　　4.2　バブル型送液システム

　　4.3　界面張力の制御による微小送液機構

　5. より高度なシステムの実現に向けて

第７節　ヘルスケアチップ　＜長井　政雄／小川　洋輝／堀池　靖浩＞

　はじめに

　1. 無痛針の作製と電子採血

　2. バイオセンサ

　3. チップ構造

　4. ヘルスケアチップ計測の動作

　5. まとめと今後の展望

第３章　マイクロアレイ

第１節　DNAマイクロアレイ／DNAチップとその周辺技術・装置

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＜近藤　恭光／田代　英夫＞

　1. DNA マイクロアレイ/ DNA チップの基本原理

　2. DNA チップの製造技術

　3. ハイブリダイゼーション装置

　4. 蛍光検出技術

　5. まとめ

第２節　電気化学DNAチップ　＜橋本　幸二／石森　義雄＞

　1. 電気化学 DNA チップとは

　　1.1 核酸の直接電気化学反応を利用した方法

　　1.2　間接的な核酸の電気化学反応を利用した方法

　　1.3　電気化学活性物質や酵素による標識を利用した方法

　　1.4　DNA を介した電荷の移動度の違いを利用した方法

　　1.5　ナノ粒子を使った電気化学的な増幅反応を利用した方法

　2. インターカレーターを利用した DNAチップ

　　2.1　検出原理

　　2.2　DNA チップおよび検査装置

　　2.3　応用

　　　2.3.1　C 型肝炎テーラーメイド医療用 DNA チップ

　　　2.3.2　薬物代謝酵素遺伝子 N - acetyltransferase 2(NAT 2) 解析チップ

　　　2.3.3　トランスポーター遺伝子 Multi-drug resistance(MDR 1)解析チップ

　3. フェロセン標識 2ndプローブを利用したDNA チップ

　　3.1　検出原理

　　3.2　応用

　4. 酵素標識を利用した DNA チップ

　5. 電気的ハイブリダイゼーションを利用したDNA チップ

第３節　プロテインセンシングシステム

　　　　＜平塚　淳典／碓井　啓資／木下　英樹／福森　隆志／宮地　寛登／横山　憲二＞

　はじめに

　1. プロテインマイクロアレイ

　2. 自動二次元電気泳動システム

　　2.1　オンチップ二次元電気泳動システム

　　2.2　高速全自動二次元電気泳動システム

　3. 転写調節タンパク質解析チップ

　4. 展望

　5. 謝辞

第４節　細胞マイクロアレイ　＜市野　正洋／長崎　幸夫＞

　はじめに

　1. 医療・創薬に貢献する細胞マイクロアレイ

　2. トランスフェクションによる遺伝子機能解析ツール

　3. 細胞接着性の制御

　4. パターニング技術

　5. 薬物動態シミュレーターとしての細胞スフェロイドアレイチップ

　6.　細胞マイクロアレイチップのビジネス動向

　おわりに

第５節　免疫細胞チップシステム　＜鈴木　正康＞

　1. 細胞チップ

　2. 免疫細胞チップの必要性

　3. 単一細胞スクリーニングシステムの開発

　　3.1　マイクロウェルアレイチップ

　　3.2　細胞分注

　　3.3　特定細胞検出

　　3.4　特定細胞回収

　　3.5　一体型細胞スクリーニング装置

　4. 細胞マイクロアレイチップと計測技術

　　4.1　細胞内部の状態の計測

　　4.2　細胞活性の検出

　　4.3　細胞の特定生成物の検出

　5. マイクロアレイ型化学・バイオセンサ

　6. マイクロアレイ型高解像度二次元SRP免疫センサ

　おわりに

第４章　市場

第１節　DNA チップ　＜石垣　恒一＞

　1. 対象領域の拡大

　　1.1　対象はゲノムの全領域に

　　1.2　ナノテク使って国内勢の新規参入も続く

　2. 市場拡大のカギとなる医療応用

　　2.1　米国では応用にらみ，品質を検証

　　2.2　医療応用に向けた動きが日本でも具体化

　　2.3　国内メーカーも医療応用への模索を始める

第２節　μTAS　＜中西　博昭＞

　はじめに

　1. μTAS の分類

　2. 製品の例

　　2.1　デバイス関連

　　　2.1.1　マイクロフローセンサ

　　　2.1.2　電気浸透流ポンプ

　　　2.1.3　樹脂製マイクロ流体デバイス

　　　2.1.4　ガラス製マイクロ流体デバイス

　　2.2　ライフサイエンス関連

　　　2.2.1　マイクロチップ電気泳動装置

　　　2.2.2　DNAシーケンサ

　　　2.2.3　POCT(point of care testing)システム

　　2.3　エネルギー関連

　　2.4　その他の産業関連

　おわりに

　索　引

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